Компенсатор реактивной мощности Советский патент 1985 года по МПК H02J3/18 

1 1164 Изобретение о.тносг-Пся к электро, технике и может найти практическое йрименениё в устройствах компенсации и регулирования реактивной мощности различных энергоприемников. S Известнь; гсокпенсаторы реактивной мощности, содеряаэщие трехфазную батарею сташтеских конденсаторов и индуктивный регуяяторр каждая фаза которого вьтолнена в Еэде последовательноХ О соединенных реактора и управляемого ключевого элемента симистора, встречно-параллельно соединенных пары тиристоров l3 . Путем фазового регулирования момен-л 5 том включения управляемых ключевых элементов относительно фазы сетевого напряжения обеспечивается регулирова ние эквивалентной индуктивности реяк тора, а соответственно, и суммарного реактивного тока генерируемого компенсатором в сеть. Недостаток этих устройств ухудшенный гармонический состав генерируемого реактивного тока при широком диапазоне его регулирования. Наиболее близким к предлагаемому является компенсатор реактивной мощности, содержащий батарею к.онденсаторов и индуктивный регулятор, фаз |яые рлакторы которого с,нао:шньз одной промежуточной отпайкой.и. подключейы своими вьшодами через три управляемых ключевых элемента к входным зажимам устройства 2 . Батарея конденсаторов генерирует в пктаю1цую сеть опережающий ток емкостного характера,-а индуктивный регулятор - регулируемый, отстающий на 90 эл,град.ток индуктивного харак тера, Вследств1ге ьоочередной работы трех ключевых элементов обеспечивается подключение к питающей сети либо всего реактора., либо одной из его двух секцг-ш. EnaBjioe регулирование индуктивного тока в пределах каждой ступени обеспечивается фазовым управлением моментов вкшоченияукз занных управляемых ключевых элементов Недостатками известного устройства являются ограниченные регулировочные возможности и ухудшенньй гарм ,нический состав генерируемого тока вследствие малого KontraecTBa ступеней регулирования, Цель изобретения - расширение регулировочных возможностей и снижение массогабаритных показателей. 23 Указанная цель достигается тем, что д компенсатор реактивной мощности, содержащий трехфазную батарею статишских конденсаторов и три рёcii.iopa с одной отпайкой, подключен: ьп CBORWF вьзодами к входным зажимам устройства через двухпозиционный переключатель, введен дополнительный трехфазный пятипозиционный переключатель, три полюса которого подключены к концам и отпайке одного реактора, а два полюса - к одному из концов и отпайке другого реактора, входной переключатель подключен каждои фазой к обош концам соответствующего реактора, На фиг, 1 приведена принципиаль,ная схема предлагаемого компенсатора реактивной мощности; на фиг, 2 структурные схемы ступенчатого регулирования индуктивности реакторов, Компенсатор содержит конденсаторы 1-3, реакторы 4-6, подключенные к сети, и переключатели 7 и 8, Конденсаторы 1-3 подключены непосредственно к входным зажимам устройства, Реакторы t - 6 подключены к ним своими началом и концом через двухпозиционньй трехфазный переключатель 7. Трехфазный пятипозидионный переключа--;ель 8 подключен тремя полюсами каждой своей фазы к началу, отпайке и концу одного из реакторов (4 - 6), а двумя другими полюсами - к началу и отпайке другого реактора (5 - 4), При подаче на вход компенсатора сетевого напряжения конденсаторы 1-3 начинают генерировать реактивную энергию емкостного характера, неизменную по величине. Реактивная энергия И1щуктивного характера, потребляемая реакторами 4- - 6, определяется положением переключателей 7 и 8, обеспечивающих девятиступенчатое изменение фазных индуктивностей реакторов 4 - 6, Максимальная реактивная энергия компенсатора, генерируемая в сеть, соответствует включенному положению переключателя 7, когда работает только одна конденсаторная батарея 1-3, При необходимости компенсации части реактивной энергии емкостного характера реактивной энергией индуктивного характера подключают к сети реакторы 4-6, При положении переключателей 7 и 8 согласно фиг, 1J когда реакторы 4-6 подключены своими концами к входным зажимам и сетевому напряжению через переключатель 7, а своими началами в общую нулевую точку через переключатель 8, реакторы 4-6 имеют максимальную эквивалентную индуктивность, подключенную под линейное напряжение (фиг, 2 о( ) . Минимальная эквивалентна индуктивность реакторов, подключаемая под сетевое линейное напряжение соответствует подключению реакторов 4-6, своими началами к входным зажимам через переключатель 7 и к отпайкам смежных по фазе реакторов через переключатель 8 (фиг. 2 ), В прмежутках между максимальной и мини-мальной ступенями регулирования эквивалентной линейной индуктивности реакторов 4 - 6 в предлагаемом компесаторе обеспечивается получение еще шести дополнительных ступеней благодаря соответствующему ему порядку переключения переключателей 7 и 8 (табл. 1).

Варьируя величиной отношения индуктивностей меньшей секции реактора к его полной индуктивности можно получить различные регулировочные характеристики ступенчатого изменения индуктивности реакторов, а соответственно, и суммарной реактивной энер гии, генерируемой компенсатором в питающую сеть.

большого количества ступеней переключения в качестве управляемых ключевых элементов 7 и 8 в простейшем случае могут быть использованы контактные коммутирующие-переключающие устройства. При необходимости обеспечения плавного регулирования генерируемой реактивной энер- .гии в качестве ключевых элементов могут использоваться бесконтактные .силовые полупроводниковые вентили (симисторы, встречно-параллельные пары тиристоров). Ступенчатое регулирование обеспечивается включением соответствующих вентилей,;а плавное регулирование в пределах каждой ступени - фазовым управлением их углов включения. Возможно и сочетание кантактного с бесконтактным методов регулирования, когда все управляемые ключевые элементы 7 и 8 выполнены в виде контактных переключающих элементов, а в фазные цепи регулятора между конденсаторами 1 - 3 и ключевыми элементами 7 включены дополни-, тельные управляемые ключевые длементы - встречно-параллельные пары тирисТоров и симисторов. В этом случае ключевые элементы 7 и 8 обеспечивают только ступенчатое регулирование эквивалентной индуктивности регулятора, а плавное ее регулирование в пределах каждой ступени обепечивается дополнительными парами тиристоров.

Из таблицы видно, что варьированием величины К можно получить различные регулирсшочные характеристики Ступенчатого изменения индуктивности реакторов, а соответственно, и суммарной реаюгивной энергии, генерируемой компенсатором в питающую сеть.

Большое количество ступеней регулирования при наличии всего одной промежуточной отпайки у реакторов 4-6 является главным достоинством предлагаемого компенсатора. В простейшем . случае можно обойтись только ступенчатым регулированием генерируемой реактивной энергии и выполнять переключатели 7 и 8 в виде различных контактных ключевых элементов: выключатели, контакторы, командоаппараты, контроллеры, переклю.чатели или даже простые перемычки.

При необходимости обеспечения плавного фазоступенчатого регулирования генерируемой реактивной энергии в качестве переключателей 7 и 8 могут быть использованы бесконтактные переключающие устройства на основе симисторов или встречно-параллельных пар тиристоров. Ступенчатое регулирование обеспечивается включением соответствующих пар тиристоров согласно фиг. 2 и таблице, а плавное регулирование в пределах каждой ступени - фазовым управлением их углов включения. Количество встречно-параллельных пар тиристоров или симисторов соответствует Числу позиций переключателей 7 и 8 - т.е. по семь на каждую фазу.

Возможно и сочетание контактного и бесконтактного способов регулирования реактивной энергии, когда переключатель 7 выполнен бесконтактным, тиристорным, обеспечивающим фазоступенчатое регулирование, а переключатель 8 - контактным только для переключения ступеней.

В известных компенсаторах реактивной мощности для целей регулирования

применяют комплекты реакторов под ключенных к каждой фаэе в определенном сочетании. Нагпрймер, для обеспечения шести ступеней переклкпения iтребуется по три реактора на каждую фазу для восьми уже по четыре. Естественно, что иметь возможность переключать ступени с помощью всего одного реактора всегда является 66лее лредпочтительным решением и по164823б

зволяет снизить 1,5-2 раза суммарные иассо1абаритные показатели индуктивного регулятора компенсатора и значительно упростить его констS РУКЩ1Ю. Выполнение компенсатора на основе одного реактора с большим количеством промежуточных отпаек приведет к усложнению конструкции самого реактора и к увеличению его 10 габаритов.

КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, содержащий трехфазную батарею статических конденсаторов и три реактора с одной отпайкой, подключенных своими выводами к входным зажимам устройства через двухпозиционньй переключатель, отличающийс я теМу что, с целью расширения регулировочных возможностей и снижения массо-габаритных показателей, в него введен дополнительньй трехфазный :пятипозиционный переключатель, три полюса которого подключены к концам и отпайке одного реактора, а два полюса - к отпайке и одному из концов другого реактора, входной переключатель подключен каждой фазой к обоим концам соответствзтощего реактора. . 5

V

и.

Г

В

.с5т:# fl S